Sistema per training di procedure cardiochirurgiche e di cardiologia interventistica. (System for surgeons/cardiologists training in cardiac interventions and procedures)

Data di pubblicazione

03-11-2017

Codice

DEIB.16.045.A

Stato

Licenziato

Data di priorità

14-11-2016

Fase

Domanda di brevetto internazionale PCT

Titolare

Politecnico di Milano, Università degli Studi di Milano

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, INFORMAZIONE E BIOINGEGNERIA

Autori

Riccardo Vismara, Gianfranco B. Fiore, Alberto Redaelli et al.

Descrizione

L’invenzione consiste in un sistema per il training chirurgico e cardiologico in interventi e procedure chirurgiche sul cuore. Si tratta di un banco prova compatto e maneggevole che si propone di riprodurre i movimenti di apertura e chiusura delle valvole cardiache, permettendo quindi il training delle procedure in un ambiente altamente realistico. Il sistema è in grado di ospitare un cuore intero di origine animale (es. suino, ovino), che può essere facilmente reperito presso l’industria alimentare, e inoltre di comandarlo idraulicamente in modo da replicare fedelmente le dinamiche delle valvole mitrale e aortica, (nonché tricuspide e polmonare, qualora desiderato). Se necessario, il cuore animale può essere sostituito da un modello artificiale. Il sistema proposto è costituito da 5 parti principali: 1) Un sistema pompante regolabile più affidabile, di semplice di gestione e compatto rispetto ai sistemi che tipicamente trovano impiego in banchi prova analoghi. 2) Un sistema di valvole che permette di direzionare la portata generata dalla pompa così da simulare la pulsatilità tipica del sistema cardiocircolatorio. 3) Un cuore animale integro (o un modello artificiale) opportunamente connesso al circuito idraulico. 4) Un elemento idraulico che assolve alle funzioni di precarico atriale e postcarico aortico, costituendo così un circuito chiuso con il cuore. Il circuito garantisce maggior affidabilità, semplicità di gestione e compattezza del sistema rispetto alle soluzioni standard. 5) Un sistema di controllo: un’interfaccia utente dedicata (es. touchscreen) per la gestione dei parametri di funzionamento del sistema. - ENGLISH - The invention consists in a system aimed at the training of surgeons or cardiologists in cardiac interventions and surgical procedures. This system is a compact and easy-handled apparatus capable of reproducing the opening/closing movement of the heart valves, thus allowing training procedures to be carried out in a highly realistic environment. The system hosts a whole animal heart (e.g. swine, sheep), easily available from food industry suppliers, which is hydraulically actuated in order to accurately replicate the dynamics of the mitral and aortic valves (plus the tricuspid and pulmonary valves, in case of necessity). If desired, the animal heart can be replaced by an artificial model. The actuation system consists of 5 main components: 1) An adjustable pumping system, featuring higher reliability, ease of use and compactness with respect to is the systems that are typically used in similar apparatuses. 2) A system of valves that directs the flow rate generated by the pump to simulate the typical pulsatility of the cardiovascular system. 3) A whole animal heart (or artificial model) connected to the hydraulic system. 4) A hydraulic element constituting the pre/post hydraulic load, that makes a closed circuit with the heart sample. Such circuit is more reliable, easy-to-use and compact with respect to the standard solutions. 5) A control system comprising, e.g. a touchscreen to adjust the working parameters of the system.

Campo di applicazione

Il campo di applicazione di questo dispositivo è il training di cardiologi/chirurghi e la valutazione di nuove tecniche di intervento. In particolare, il banco prova è efficace nel test di nuovi dispositivi intracardiaci anche ad impianto mini-invasivo e transcatetere. - ENGLISH - The application field of this invention is the training of cardiologists and surgeons and the evaluation of new techniques or new intracardiac devices, including minimally invasive or transcatheter implants.

Vantaggi

Il sistema proposto risulta compatto e semplice da gestire anche dal personale non tecnico che si trova in ambito clinico. Questo lo rende particolarmente adatto all’impiego in ambienti logisticamente complessi come le sale di emodinamica (dove può essere alloggiato sul lettino standard), con tecniche di imaging standard (fluoroscopia, fibroscopia, ecocardiografia, ecodoppler). Inoltre, il progetto idraulico del sistema permette di ottenere la corretta dinamica di funzionamento delle strutture cardiache. Le particolari soluzioni tecniche adottate garantiscono costi contenuti, affidabilità e autoregolazione e pertanto semplicità di gestione anche da parte di personale di estrazione non ingegneristica. - ENGLISH _ The device is extremely compact and easy-to-use also for non-technical personnel from the clinical field. These features make the system suitable to be used in complex environments, such as Cath-Labs (where it can be placed on a standard patient bed), with standard, clinical-oriented imaging techniques (e.g. fluoroscopy, endoscopy, echocardiography, echo-Doppler). The hydraulic design allows for a correct dynamics of the heart sub-structures. The fluid actuation system is cost effective, reliable and self-regulating, hence it ensures simple manageability even for non-engineering personnel.

Stadio di sviluppo

Prototipo funzionante. Working prototype.

Contatto

licensing.tto@polimi.it